___________________________________________________________________
Elektrisiteit
en magnetisme (1)
'n Blits klief die lug. 'n Donderslag volg. Voordat die mens elektrisiteit begryp het, het hy hierdie natuurverskynsels met groot ontsag gevrees...
___________________________________________________________________
GOU! Steek weg die skêr! Gooi 'n doek oor die spieël! Gaan sit op 'n
verebed! Of, as jy buite is, bly weg van nat honde en perde af!
Klink dalk na 'n wolhaarstorie, maar
nie baie jare gelede nie is dit presies wat mense tydens 'n donderstorm gedoen
het.
In alle kulture, regdeur die
geskiedenis, is donderweer met die grootste vrees en ontsag bejeën. Vir party
was dit die manifestasie van 'n god, vir ander die verpersoonliking van 'n
godheid.
Vir die antieke Grieke was donder en
blitse 'n openbaring van Zeus, vir die ou Romeine 'n
bekendmaking van Jupiter.
In die Ou Testament word dit in
verband gebring met God. Elihu, een van die orators in Job, verwonder hom
blykbaar aan die donder en weerlig. "Hoor hoe bulder die stem van
God," sê hy, "hoe dreun dit uit sy mond! Hy laat dit losbreek in die
hemelruim, Hy laat dit blits tot by die uithoeke van die wêreld, en dan kom die
donderslag. God laat sy magtige stem hoor. Hy stuur die onweer in volle krag
wanneer Hy sy stem laat hoor. Met sy stem laat God magtige dinge gebeur."
(Job 37: 3-5.)
'n Mens kan maklik verstaan waarom
die mense van die ou tyd, wat nie eens 'n basiese begrip van elektrisiteit
gehad het nie, die donder en weerlig as iets bonatuurliks beskou het.
Elektrisiteit is 'n vorm van
energie. Dit kan nie gesien, gehoor of geruik word nie, maar ons weet dat dit
bestaan vanweë dit wat dit doen. Dit is die kragbron van ons TV-stelle,
radio's, koelkaste, stowe, persoonlike rekenaars en hoeveel ander dinge nog.
Draagbare apparate soos flitsligte,
radio's en sakrekenaars werk met elektrisiteit wat van batterye (of selle) kom.
Elektrisiteit kan in ander vorms van
energie soos hitte en lig omgeskep word en verwarm en verlig ons huise, skole
en kantore. Wanneer jy oor die telefoon praat, word jou stem in die vorm van
elektriese seine in kabels voortgedra.
Elektriese treine vervoer passasiers
vinnig van die een plek na die ander. Verskillende dele van 'n motor werk met
elektrisiteit. Fabrieke kan nie daarsonder nie -- die lys is eindeloos.
•
ELEKTRISITEIT kan óf staties wees óf in 'n stroom vloei.
Alle materie bestaan uit uiters
klein eenhede wat atome genoem word. Die atome bestaan op hul beurt uit
elektrone, protone en neutrone. Elektrone het 'n negatiewe lading; die lading
van protone is positief.
Atome het gewoonlik ewe veel
elektrone as protone en is dus elektries neutraal. As 'n atoom egter sekere
elektrone bykry, raak dit negatief gelaai. Indien dit elektrone verloor, raak
dit positief gelaai. (In albei gevalle is die atoom geïoniseer).
In statiese elektrisiteit is die
elektrone stasionêr. In stroomelektrisiteit is die elektrone aan die beweeg.
Die elektrisiteit wat ons daagliks gebruik is stroomelektrisiteit.
•
DIE klein, blou vonkies wat jy partymaal sien wanneer jy jou hare in die
donker kam, of die dowwe gekraak wat jy kan hoor wanneer jy jou nylon-trui
uittrek, is vanweë statiese elektrisiteit.
In sekere omstandighede kan
negatiewe ladings op die oppervlak van 'n voorwerp opbou. As hierdie ladings
skielik wegvloei, is daar 'n vonk. Dit word ontlading genoem.
Jy kan statiese elektrisiteit laat
opbou deur 'n ballon teen jou trui te vryf. Die elektrone in jou trui word
versteur en sekere van hulle kleef aan die oppervlak van die ballon.
As jy die ballon teen die muur hou,
word hierdie ekstra ladings aangetrek na teenoorgestelde ladings aan die muur,
en die ballon bly daar sit. Die ladings sal uiteindelik geneutraliseer word en
die ballon sal afval.
Net soos stowwe met teenoorgestelde
ladings mekaar aantrek, stoot dié met dieselfde lading mekaar af. Jy kan dit
sien gebeur deur 'n ballon te laai en dit agter aan 'n stoel vas te maak. Laai
nog 'n ballon en hou dit naby die eerste een. Die eerste sal van die ander een
af wegspring.
•
BENEWENS weerlig is daar baie ander vorms van elektrisiteit in die
natuur.
Dit is byvoorbeeld betrokke by baie
van ons liggaamsprosesse. Elektriese impulse laat die hart ritmies klop, en die
"boodskappe" wat in ons senuwees beweeg, word deur elektriese strome
oorgedra.
Die krag wat plantwortels in staat
stel om voedingstowwe uit die grond te onttrek, is ook elektries.
Sekere diere gebruik elektrisiteit
as 'n navigasiehulp, om hul prooi te vang en hulself te verdedig. Die sidderaal
van Suid-Amerika kan byvoorbeeld ladings van tot 650 volt opwek -- genoeg om 'n
mens katswink te skok, maar hy gebruik dit darem eintlik om visse en paddas
dood te maak.
•
WEERLIG is 'n reuse vonk in die lug. Donderwolke bevat 'n menigte klein
waterdruppeltjies en ysdeeltjies. Tydens 'n donderstorm bots dié teen mekaar en
kry elektrone by of verloor dit. Hulle raak dus elektries gelaai.
Die ligter druppeltjies en deeltjies
verkry 'n positiewe lading en styg na bo in die wolk. Dié wat swaarder is, raak
negatief gelaai en val na onder in die wolk. Die onderkant van die wolk is dus
negatief gelaai bokant die grond. As 'n baie sterk lading daar opbou, vind dit
'n pad ondertoe deur die lug en ontlaai as weerlig. Dit staan bekend as
wolk-tot-grond-weerlig.
Weerlig kan ook binne-in 'n wolk
voorkom, tussen twee wolke en tussen 'n wolk en die lug.
Maar waarom is daar 'n donderslag?
Weerlig is baie warm en verwarm die omringende lug, sodat dit skielik en
kragtig uitsit en teen die koel lug daarnaas bots. Dit veroorsaak klankgolwe
wat ons as 'n donderslag hoor.
•
WANNEER 'n stroom deur 'n gloeilamp vloei, word sekere van die
elektriese energie in hitte-energie omgeskakel en die gloeilamp gloei witwarm.
Dit is omdat die wolframdraad in die gloeilamp teen die kragstroom weerstand
bied.
Alle elektriese komponente bied 'n
sekere mate van weerstand, afhangende van hul lengte en breedte en die stof
waarvan hulle gemaak is. Hoe dunner en langer 'n geleier is, des te hoër is sy
weerstand.
Stowwe wat min weerstand bied, word
geleiers genoem; dié met groot weerstand is isolators.
Weerstand word in eenhede genaamd
ohms (R) gemeet, genoem na die negentiende-eeuse fisikus Georg Simon Ohm.
Sekere kringe het 'n
weerstand-komponent, waarmee die stroom wat daardeur vloei, beheer word. Party
apparate het 'n verstelbare weerstand-komponent, waarmee 'n mens die weerstand
na willekeur kan wysig.
Die snelheid van 'n elektriese trein
word byvoorbeeld met 'n verstelbare weerstand verander.
•
SELLE en batterye is 'n gerieflike bron van elektrisiteit. Die krag wat hulle verskaf, kom van 'n
chemiese reaksie tussen verskillende stowwe daarin. Word slegs een hoeveelheid
stowwe gebruik, noem ons dit 'n sel. 'n Battery is 'n reeks aaneengeskakelde
selle. (Dit is dus meer korrek om van byvoorbeeld 'n flits-sel te praat as van
'n flitsbattery.)
Die droë sel is die volopste
opwekker en word in honderde dinge van wekkers tot persoonlike stereo's
gebruik. Daar is verskillende soorte droë selle, elk met ietwat verskillende
bestanddele. Een van die mees algemene soorte bevat sink, 'n metaalgeleier en
'n elektroliet soos kaliumhidroksied.
Elektroliete is stowwe wat onder die
invloed van 'n elektriese veld in beweging kom sodat dit geleidend word.
•
WANNEER jy ook al elektrisiteit gebruik -- of jy nou 'n
battery-aangedrewe kassetspeler aanskakel of met 'n rekenaar werk wat by die
kragnet-werk ingeprop is -- is jy besig om 'n stroomkring te voltooi.
'n Kring is 'n pad vir elektrisiteit,
of elektriese stroom, wat begin en eindig by die kragbron. Die kragtoevoer het
twee eindpunte, genaamd pole of
terminale. Elektrisiteit vloei tussen hulle deur middel van drade van 'n metaal soos koper. Stowwe soos dié wat
elektrisiteit "dra", word geleiers genoem
Hoewel dikwels gesê word dat 'n
stroom deur 'n kring "vloei", vloei dit nie rêrig nie, want die
werkinge is blitsvinnig. 'n Stroom is ook onsigbaar. 'n Draad lyk dieselfde en
het dieselfde massa of dit nou 'n stroom dra of nie. Die enigste manier waarop
'n mens dus kan agterkom of daar 'n stroom is, is om na sy uitwerkinge te kyk.
•
AS jy lig met, sê, 'n flits-sel opwek, maar nog 'n gloeilamp by 'n
eenvoudige stroomkring voeg, word die weerstand verdubbel. Dit beteken dat die
beskikbare energie vir elke gloeilamp gehalveer word, wat die lig dowwer maak.
Hoe meer gloeilampe jy byvoeg, hoe flouer sal die liggies wees. As een van die
lampies breek, word die stroom verbreek en die ander lampies gaan ook dood.
Hierdie soort stroomkring word 'n seriebaan genoem.
•
DIE ligte in die huis bly helder, selfs al skakel jy almal gelyktydig
aan. Dit is omdat hulle van 'n ander soort stroomkring gebruik maak, naamlik 'n
parallelle baan. 'n Parallelle baan bestaan uit twee of meer meer afsonderlike
stroomkringe wat van hul geleiers deel. In 'n parallelle baan skyn twee
gloeilampe ewe helder, maar jou flits-sel sal twee keer so vinnig gedaan raak
as met die seriebaan.
Het jy geweet?
•
In Suid-Afrika kom weerlig die meeste voor in die bergagtige dele van
Lesotho, KwaZulu/Natal en die suidelike gedeeltes van Mpumalanga. Weerlig kom
selde in die westelike kusgebiede voor.
•
Die meeste weerligstrale is wolkstrale wat nie die grond tref nie.
Gemiddeld tref slegs een uit elke ses strale die grond.
•
'n Mens kan 'n goeie idee kry hoe ver 'n donderstorm van jou af is deur
die sekondes te tel vandat jy die weerligstraal sien totdat jy die donderweer
hoor. Elke drie sekondes is gelyk aan een kilometer.
•
Indien jy tydens 'n donderstorm heeltemal alleen op 'n oop stuk veld
staan en jou hare staan regop en jou vel begin tintel -- 'n teken dat weerlig
gaan slaan -- staan op jou knieë, buig vooroor en sit jou hande op jou knieë.
Moenie plat op die grond gaan lê nie.
__________________________________________________________________
Terug na inhoudsblad -- klik
hier
__________________________________________________________________
Ons Wonderlike Wêreld op CD, 2004 - Uit Huisgenoot se Jongspan